四川大学自控实验报告初稿

这是自控实验报告初稿，大家看一下；由于那天我们的二阶三阶波形都没弄出来，所以只有一阶的波形图是我们自己的，二阶三阶的图是网上找的，当然最好换成同学做的，以免雷同；对了，实验数据麻烦涛哥替换一下；仿真图如果没做的话就用网上找的这个算了；另外，红色字体部分的内容还没有完成，麻烦二位了，谢了；自动控制原理实验报告叶昊201214144****王寒涛201214144****蓝一翔2012141441252自动控制原理实验报告一．实验目的：1．学习典型环节的电模拟方法及参数测试方法；2．观察典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对动态特性的影响；3．学习虚拟仪器(低频示波器、超低频示波器)的使用方法；4．学习使用MATLAB中SIMULINK的使用，进行时域法分析；5．学习二、三阶系统的电模拟方法及参数测试方法；6．观察一、二、三阶系统的阶跃响应曲线，了解参数变化对动态特性的影响；7．了解虚拟实验的使用方法。二．实验设备及仪器1．自动控制原理实验箱；2．低频信号发生器；3．虚拟仪器（低频示波器）；4．计算机及MATLAB仿真软件。三．实验准备、步骤1．根据摸拟电路图的要求，在摸拟实验箱上选择实验单元，认真接线，参数变动可采用改变电阻或电容方式实现；2．被测信号接到虚拟仪器(低频示波器)输入端，调试；3．在被测系统输入端加入阶跃信号，观测并记录示波器上系统输出波形和有关数据（σ%，k，ts，N，tp）；4．求出K、T、ts，并将ts与理论计算值进行比较；5．MATLAB仿真软件进行时域法分析，并仿真得到输出波形；6．将两种测算结果进行误差分析；四．实验内容1．惯性环节（一阶系统）：1TsKsG，12RRK，CRT2从输入端加入阶跃信号。a．保持K=1不变，分别观察T=1、2秒时的输出波形，并作记录；b．保持T=1s不变，分别观察K=1、2时的输出波形，并作记录。实验数据：（用表格表示）当k=1，T=1s时输出的波形：当k=1，T=2s时输出的波形：当k=2，T=1s时输出的波形：MATLAB仿真：⑴．如图所示连接系统；⑵．在Simulation/Simulationparameters中将仿真时间(StopTime)设置为10秒；⑶．单击Simulation/Start开始仿真，打开示波器Scope显示仿真结果；⑷．保持K不变，分别观察T=1、2秒时仿真结果的变化；⑸．保持T不变，分别观察K=1、2时的仿真结果的变化。一阶系统仿真后的波形如下：2.二阶系统G(s)=K1K2(T1S+1)(T2S+1)其中：（1）K1分别为1、5、10；K2=1；T1=T2=0.1s;（2）K1=K2=1；T1分别为0.01s、0.1s、1s；实验电路图:实验数据：K2=1；T1=T2=0.1s时二阶系统实验数据：R1R2R3R4C1C2tsNδ1%K2实测K1=1100k100k100k100k1μ1μ0.4817.7%0.5K1=5100k500k100k100k0.2μ1μ0.52228%0.85K1=10100k1000k100k100k0.1μ1μ0.46244%0.9K1=1时示波器显示波形为：K1=5时示波器显示波形为：K1=10时示波器显示波形为：用MATLAB软件进行时域法分析二阶系统：在Simulink里边建立仿真模型，如下图根据不同的K值设置相应的TransferFcn参数，进行仿真实验数据：K2=1；T1=T2=0.1s时二阶系统用MATLAB仿真得到的数据：R1R2R3R4C1C2tsNδ2%K2实测K1=1100k100k100k100k1μ1μ0.4814.5%0.5K1=5100k500k100k100k0.2μ1μ0.52224.9%0.8K1=10100k1000k100k100k0.1μ1μ0.46336.7%0.86K1=1，K2=1；T1=T2=0.1s用MATLAB仿真得到的波形为：K=5时用MATLAB仿真的波形为：K=10时用MATLAB仿真的波形为：3.三阶系统G(s)=Ks(0.1s+1)(s+1)其中：K分别为1、5、10.实验电路图：实验数据：tsC2Nδ%K=1121μ220%K=5250.2μ780%K=100.1μK=1时记录示波器的波形为：K=5时记录示波器的波形为：K=10时记录示波器的波形为：用MATLAB软件进行时域法分析三阶系统：三阶系统用MATLAB仿真得到的数据：R5tsNδ%C2K=1100k12219.55%1μK=5500k25767.4%0.2μK=101000k0.1μK=1时用MATLAB得到的波形：K=5时用MATLAB得到的波形：K=10时用MATLAB得到的波形：实验数据误差分析（实验结果与仿真获得的数据误差）：实验分析与总结：